مقدمة الخطة

بالنظر إلى خصائص الأهداف المقذوفة المتمثلة في سرعة طيران عالية، وتغير مسارها السريع، وصعوبة اصطيادها، ومتطلبات دقة القياس العالية، أطلقت شركة بكين سوسك حلّاً نظامياً لرادار تتبع المسارات الباليستية. يجمع هذا النظام بين البحث عن الأهداف، والاصطياد الذاتي، والتتبع الدقيق، وقياس الإحداثيات ثلاثية الأبعاد، وقياس السرعة، وإخراج مسار الحركة، ورصد الحالة، ليوفّر قدرة رصد رادارية مستقرة وموثوقة وسريعة النشر، تلبي احتياجات اختبارات الميدان، والقياسات الباليستية، وتتبع الأهداف على ارتفاعات منخفضة، فضلاً عن التطبيقات ذات الصلة.

أولاً: نظرة عامة على الخطة

في اختبارات المقذوفات، وقياس مسارات طيران الأهداف، وفي سيناريوهات الكشف عن الأهداف المعقدة على ارتفاعات منخفضة، تتأثر الطرق التقليدية للمراقبة البصرية بعوامل مثل الطقس، والإضاءة، والتشويش الخلفي، وسرعة حركة الهدف، مما يؤدي إلى صعوبات في الاكتشاف، وصعوبة التتبع المستمر، ومحدودية دقة القياس. ولا سيما عند التعامل مع أهداف عالية السرعة، صغيرة الحجم، وعلى مسافات بعيدة، فإن الوسائل التقليدية وحدها غالباً ما تعجز عن تحقيق التوازن بين نطاق البحث، وكفاءة الالتقاط، ودقة القياس.

نظام رادار تتبع المقذوفات حول “ اكتشاف الهدف، التقاط الهدف، تتبع الهدف، إخراج البيانات ” تم تصميم سلسلة العمليات الكاملة، مع القدرة على التبديل بين البحث بحزمة واسعة والتعقب الدقيق بحزمة ضيقة، كما يتيح إخراج البيانات الأساسية مثل مسافة الهدف واتجاهه وزاويته الرأسية وسرعته الشعاعية. بالإضافة إلى ذلك، يتميز بالقدرة على تتبع متعدد الأهداف، ومعالجة التشويش، وتصميم مقاوم للتشويش، وقياس الوضعية، والفحص الذاتي للأعطال، مما يجعله مناسبًا لبناء نظام متخصص وهندسي للكشف عن المقذوفات وقياسها.

 

ثانياً: مشكلات العملاء

1.  صعوبة اكتشاف الأهداف الصغيرة عالية السرعة

تتميّز الأهداف الصغيرة بسرعات عالية ومساحات مقطع عرضي صغيرة وتغيّرات سريعة في مسارها، مما يجعل من الصعب على وسائل الرصد التقليدية اكتشافها بسرعة وباستقرار ضمن نطاق جوي واسع.

2.  تتطلب المتابعة استمرارية عالية

من مرحلة الاكتشاف إلى التحديد الدقيق ثم المتابعة المستمرة، لا بدّ أن يمتلك النظام قدرةً على التوجيه السريع للشعاع وتعقّبٍ مستقر؛ وإلا فسيكون من السهل فقدان الهدف.

3.  متطلبات دقة القياس ثلاثي الأبعاد عالية

لا تحتاج التطبيقات ذات الصلة إلى معرفة الهدف فحسب “ هل هناك ” بل يتعيّن أيضًا الحصول على معلمات عالية الدقة مثل المسافة والاتجاه والارتفاع وزاوية الميل والسرعة، وذلك لتحليل المسار وتقييم النتائج.

4.  تشابه الأرض والبيئة التداخلية معقدة

يتميز خلفية التردد المنخفض بتعقّده، إذ تؤثر كلٌّ من التشويش الأرضي، وتشويش الحواف الجانبية، والبيئة الكهرومغناطيسية الخارجية على كفاءة الكشف الراداري، لذا يتعيّن على النظام أن يمتلك قدرةً قويةً على التخفيف من هذه التأثيرات.

5.  لا ينبغي أن يكون النشر الميداني معقدًا جدًا.

تتطلب العديد من سيناريوهات الاستخدام أن تكون الأجهزة قابلة للنقل، وقابلة للتركيب السريع، وقابلة للنشر الفوري، مع مراعاة الوزن والحجم وظروف الإمداد بالطاقة.

 

ثالثًا: قيمة الحل

1.  تحقيق الالتقاط الذاتي والتتبع المستمر للأهداف الصغيرة للغاية

يدعم النظام التبديل بين البحث واسع الحزمة على نطاق واسع والتتبع الدقيق بحزمة ضيقة، ويمكنه إجراء التقاط ذاتي للقذيفة المستهدفة والحفاظ على تتبع مستمر لها.

2.  إخراج بيانات القياس الرئيسية

يستطيع النظام إخراج معلومات عن المسافة والاتجاه والارتفاع وزاوية الميل، بالإضافة إلى السرعة الشعاعية، كما يُجري عملية تتبع وتصفية استنادًا إلى نموذج قذيفة نظري، مما ينتج عنه إحداثيات ثلاثية الأبعاد عالية الدقة ونتائج سرعة في الاتجاهات الثلاثة.

3.  يدعم تتبع متعدد الأهداف

يتمتع بقدرة على تتبع الأهداف المتعددة، ويمكنه تتبع الأهداف المنخفضة الارتفاع والقذائف في الوقت نفسه، بما يلبي متطلبات الاختبارات والكشف الأكثر تعقيدًا.

4.  تعزيز القدرة على تحقيق الاستقرار في البيئات المعقدة

من خلال إم تي آي 、 إم تي دي تُستخدم تقنيات معالجة الإشارات، إلى جانب تصميمات مثل تغيير التردد السريع، وخرائط التشويش التكيفية، وإخفاء الموجات الجانبية، لتعزيز استقرار الكشف لدى النظام في البيئات ذات الخلفيات المعقدة.

5.  تلبية متطلبات النشر الهندسي

يوفّر النظام، من حيث الحجم والوزن وطريقة التركيب وتصميم الواجهات، توازناً بين سهولة النقل ومتطلبات التطبيقات الهندسية، مما يسهّل الإعداد السريع في الموقع وعمليات النقل.

 

رابعاً: القدرات الجوهرية للنظام

1.  قياس إحداثيات الهدف وسرعته

يستطيع النظام قياس المسافة والاتجاه والارتفاع وزاوية الميل والسرعة الشعاعية للهدف، بما يلبي متطلبات القياس الباليستي وتحليل المسار.

2.  تتبع متعدد الأهداف في الوقت نفسه

يتيح تتبعًا متعدد الأهداف في الوقت نفسه للأهداف على ارتفاعات منخفضة والقذائف، مما يعزّز قابلية التطبيق في البيئات المعقدة.

3.  البحث والتعقب الدقيق المتكامل

يدعم التبديل بين البحث بحزمة واسعة والتعقب الدقيق بحزمة ضيقة، بما يجمع بين نطاق اكتشاف الهدف ودقة التعقب.

4.  قدرة قوية على تقليل التشويش المحيط

اعتماد إم تي آي 、 إم تي دي تتمتع طريقة معالجة الإشارة هذه بقدرة جيدة على تقليل التشويش الأرضي القوي.

5.  تصميم مقاوم للتداخل

تتمتع بنظام مقاومة للتشويش يشمل تغيير التردد السريع، ورسم خرائط التشويش التكيفية، وإخفاء الموجات الجانبية، مما يعزز موثوقية النظام.

6.  إخراج مسار عالي الدقة

يُعتمد نهج ترشيح تتبع يعتمد على نموذج قذيفة نظري، لتحقيق إخراج عالي الدقة لإحداثيات الهدف الثلاثية الأبعاد وسرعته.

7.  القدرة على التحكم الذاتي في الوضعية وتحديد المواقع والتوجيه

تتمتع بقدرة على قياس الزاوية الميلية والوضعية وتحديد الموقع والاتجاه بشكل مستقل، مما يعزز اتساق نشر النظام وعمليات القياس.

8.  الكشف التلقائي عن الأعطال والمعايرة

يتمتع بـ بت تُسهم وظيفة الكشف التلقائي عن الأعطال والمعايرة في تعزيز كفاءة صيانة النظام وموثوقيته التشغيلية.

 

خامسًا: مكوّنات النظام

تتألف منظومة رادار التتبع الباليستي أساسًا من الأجزاء التالية:

1.  وحدة الرادار الرئيسية

تضم وحدات أساسية مثل نظام المصفوفة الفرعية، غطاء الهوائي، المصفوفة الفرعية للهوائي، شبكة تقسيم وتوليف الطاقة، المصفوفة الفرعية المساعدة، التحكم في موجات المستوى المصفوفي، التحكم في موجات المستوى الفرعي، ومصدر الطاقة للمصفوفة، بالإضافة إلى وحدات التمييز والجمع. ومن بينها، تُعدّ المصفوفة الفرعية للهوائي على وجه الخصوص… 36 واحد، كل مصفوفة فرعية تحتوي على 64 وحدة هوائي وقناة إرسال واستقبال.

2.  نظام المعالجة المتكاملة

يتضمن الإشارة / وحدة معالجة البيانات ووحدة قياس الاتجاه، تُستخدمان لتنفيذ معالجة الإشارات ومعالجة بيانات الأهداف وقياس الحالة.

3.  المركب الترددي ونظام الفصل بين الإرسال والاستقبال

يشمل وحدات متعددة القنوات للتغيير في التردد ووحدات توليف التردد، وتُستخدم لتنفيذ إنشاء إشارات التحفيز، والتغيير في التردد، ومعالجة مسارات الإرسال والاستقبال.

4.  نظام توزيع الطاقة

يتولى إدارة تزويد الطاقة وإخراجها للجهاز بالكامل، بما يدعم التشغيل المستقر للنظام.

5.  نظام التحكم والعرض الفرعي

يُستخدم مع حاسوب محمول لعرض الحالة، وعرض البيانات، وإجراء العمليات التحكمية، وتوفير تنبيهات الإنذار.

6.  الملحقات والقطع الغيار

تشمل الكابلات التوصيلية ومنصات التركيب ووحدات تحديد المواقع والتوجيه وصناديق التعبئة، بما يلبي احتياجات نقل المعدات وتركيبها ونشرها في الموقع.

 

سادساً: مبدأ العمل

بعد تشغيل نظام رادار التتبع الباليستي، يتم أولاً إجراء الفحص الذاتي لكل وحدة، والتحقق من الربط بين الوحدات، وإجراء اختبارات المعايير الرئيسية. وبعد التأكد من سلامة حالة النظام، ينتقل الرادار إلى وضع التشغيل. خلال عملية التشغيل، تُنقل أوامر التحكم عبر الشبكة إلى وحدة المعالجة، التي تقوم بدورها بإنشاء تسلسل مسح الحزمة وفقاً لمتطلبات المهمة. وتولّد وحدة التوليف الترددي إشارة تحفيز راديوية ذات تردد مطابق، وبعد تضخيمها في مرحلة الإرسال الأولية، تُوزَّع على المصفوفات الفرعية، مع الاستناد إلى جدولة اتجاه الحزمة في الوقت الحقيقي ومعلومات وضع المصفوفة لتنفيذ التحكم في التحويل الطوري، مما يؤدي في النهاية إلى تشكيل حزمة إرسال في الاتجاه المحدد.

في مرحلة الاستقبال، تدخل إشارة الانعكاس المستهدفة عبر وحدة الهوائي المستقبل إلى المصفوفة الفرعية، حيث تُنفَّذ عمليات التضخيم منخفض الضوضاء، والتصفية، وتحويل الطور، وتعديل السعة، وتوزيع القدرة، ثم تُرسل إلى مسار التردد المنخفض، لتُحوَّل إلى إشارة ذات تردد متوسط، وبعد ذلك تُعالَج بواسطة أخذ العينات الرقمية وتعبئة البيانات لتكوين عدة قنوات للباس الطيفي. I/Q الإشارة. بعد ذلك، يُنجز ضغط النبضات بواسطة وحدة معالجة الإشارات، إم تي دي وتُجرى معالجات مثل الكشف عن الأهداف، ثم يُنفّذ في وحدة معالجة البيانات عمليات الربط، والتنعيم، والتصفية، لتوليد مخرجات تشمل علامات النقاط، والمسارات، ومعلومات العرض. كما يتمتع النظام بقدرة على رصد الأعطال وتشخيصها، إذ يمكنه عرض الحالات الشاذة، ومعلومات الأعطال، وتنبيهات الصيانة بشكل متزامن على محطة التحكم والعرض.

 

سابعاً: المؤشرات التقنية

يوصى بأن يعتمد الموقع الرسمي هذا الجزء “ بطاقة المؤشرات الأساسية +  المعلمات التفصيلية طيّ وفتح ” طريقة العرض تُوفّر تجربة قراءة أفضل.

المؤشرات الأساسية

بند المؤشر	المعلمة
أقصى مسافة عمل	Rmax≥10كم ( RCS=0.01 متر مربع )
نطاق المسح	بدون توجيه: الاتجاه 30° ،الارتفاع والانخفاض 20° ؛ يوجد توجيه: 6°×6°
نطاق قياس السرعة	5m/s ～ 2500m/s
دقة قياس المسافة	≤5m ( آر إم إس )
دقة قياس الزوايا	≤2mrad ( آر إم إس )
دقة قياس السرعة	≤0.1%V ( V≥500م/ثانية )؛ 0.5m/s ( في ＜ 500m/s )
معدل البيانات	50Hz
منصة دوران مؤازرة	اختياري
أبعاد الجهاز الرئيسي	≤680مم×580مم×150مم
وزن جهاز الرادار الرئيسي	≤35kg
الوزن الإجمالي للنظام	≤75kg
درجة حرارة التشغيل	-40 درجة مئوية～ +65 درجة مئوية

 

ثامناً: واجهات النظام وقدرات الربط الشبكي

تكوين وحدة التحكم الرئيسية لرادار تتبع المقذوفات 3 واجهة خارجية واحدة، تشمل واجهة إدخال التغذية الكهربائية، وواجهة مستشعر تحديد المواقع الاتجاهي، وواجهة الاتصال الشبكي. وتُستخدم واجهة الشبكة لنقل الأوامر والبيانات، كما تمتلك قدرة على إخراج البيانات عبر الألياف الضوئية إلى نظام التحكم، مما يسهّل التكامل مع الأنظمة العليا أو المنصات ذات الصلة.

يضم نظام تزويد الطاقة مدخلًا لتغذية التيار المتردد، 48V مخرج الطاقة و 12V واجهة إخراج الطاقة تلبي احتياجات التزويد بالطاقة للنظام بأكمله وربط الأجهزة الخارجية. يتميز التصميم الشامل للواجهة بالوضوح، مما يسهّل عملية التكامل الهندسي والنشر في الموقع.

 

تاسعاً: التصميم الهيكلي وطرق النشر

1.  تصميم الهيكل العام

يعتمد النظام نهجًا هندسيًا في تصميم الهيكل، بحيث يحقق القدرة على الكشف والقياس مع مراعاة الوزن والمتانة وكفاءة النشر.

2.  تصميم هيكل الصفوف

من أجل ضبط وزن السطح الأمامي بشكل صارم، تم استخدام مادة سبائك الألمنيوم لجميع المكوّنات الهيكلية باستثناء لوحة التوزيع الحراري، مما يسهم في تخفيف الوزن والحفاظ على استقرار الهيكل.

3.  تصميم منصة التثبيت

يتم استخدام الواجهة والإطار الداعم M6 تصميم برغي يُشدّ يدويًا يتيح التركيب والتفكيك بسرعة؛ كما يتميز عمود الهوائي بتصميم قابل للطي، مما يسهّل فتحه وتخزينه؛ وتزويد المنصة بقرص تحديد الاتجاه والميل، مع دعم ضبط الاتجاه. 360° ،الارتفاع والانخفاض 90° الضبط اليدوي ضمن النطاق، مناسب للتركيب السريع في الموقع وتعديل الوضعية.

4.  مرجع أبعاد المنصة

أعلى ارتفاع للعمل / نصف قطر الدعم المقابل هو 1501mm/710mm ، أقصى نصف قطر دعم / الارتفاع العملي المقابل هو 1050mm/1281mm ، أدنى ارتفاع للعمل / نصف قطر الدعم المقابل هو 750mm/620mm。

يحتاج إلى صورة توضيحية

 

عاشراً: الوزن واستهلاك الطاقة

توفّر منظومة رادار التتبع الباليستي، إلى جانب تلبية متطلبات الكشف عالية الأداء، أيضًا ضبطًا دقيقًا لوزن الجهاز الإجمالي واستهلاك الطاقة. ووفقًا لإحصاءات الوثائق:

وحدة	الكمية	الوزن	استهلاك الطاقة
نظام مصفوفة وحدة الرادار الرئيسية	1	33.6kg	1600W
نظام المعالجة المتكاملة	1	0.8kg	70W
المركب الترددي ونظام الفصل بين الإرسال والاستقبال	1	0.8kg	30W
نظام توزيع الطاقة	1	10kg	260W
نظام التحكم والعرض الفرعي	1	4.5kg	/
إنشاء المنصة	1	21.75kg	/
مستشعر تحديد المواقع والتوجيه	1	1kg	5W
كابل التوصيل	1	3kg	/
الإجمالي	8	75.45kg	1960W

هذا يعني أن النظام، مع ضمان أداء الكشف، يتمتع بالفعل بقابلية جيدة للنشر الميداني، مما يجعله مناسبًا للاستخدام الثابت أو شبه المتنقل وفقًا لمتطلبات المشروع.

 

الحادي عشر: اتجاهات التطبيقات النموذجية

1.  قياس مسار الهدف الرصاصي

يُستخدم في سيناريوهات الاختبار ذات الصلة لالتقاط مسار طيران المقذوفات وتتبعه وقياسه.

2.  التجهيزات الداعمة لتجارب الميدان

يُناسب استخدامه في قياسات المقذوفات داخل بيئات الميادين التدريبية، وجمع بيانات معلمات الطيران، وكذلك في التقييم المساعد لعمليات الاختبار.

3.  تتبع الأهداف عالية السرعة على ارتفاعات منخفضة

يتمتع النظام بقدرة على تتبع متعدد الأهداف، بما في ذلك الأهداف المنخفضة الارتفاع والقذائف، ويمكن توسيع نطاق تطبيقه ليشمل بعض سيناريوهات الكشف عن الأهداف المنخفضة الارتفاع عالية السرعة.

4.  تكامل نظام الاستكشاف الهندسي

بالاعتماد على تصميم واجهة واضح، ووحدات التحكم والعرض، ووحدات تحديد المواقع والتوجيه، يمكن دمجها كوحدة استشعار وقياس أمامية ضمن نظام أكبر.

يحتاج إلى صورة توضيحية

 

الثاني عشر: الخاتمة

اكتشاف أسرع

يُعزّز البحث بحزمة واسعة النطاق، بالتزامن مع قدرة الاستحواذ الذاتي، كفاءة اكتشاف الأهداف.

قياس أكثر دقة

توفّر القدرة على قياس المسافة والزاوية والسرعة بدقة عالية، مما يشكّل أساسًا بيانات موثوقًا لتحليل المسارات.

تتبع أكثر استقرارًا

توفير قدرة على التتبع المستمر في البيئات المعقدة من خلال تقنيات مثل التتبع الدقيق بالحزمة الضيقة، وتصفية نماذج المدارات، ومعالجة الأهداف المتعددة، وتصميم مقاومة التشويش.

تكيف أقوى

يدعم أنماطًا متعددة للنشر، ويتميز بقدرة على قياس الوضعية وتحديد المواقع والتوجيه، بالإضافة إلى ميزة المعايرة الذاتية، مما يجعله يلبي احتياجات الموقع المتعددة.

أسهل في التكامل

تتميز الواجهة بوضوحها وتكامل أنظمة العرض والتحكم، ويمكن توسيعها لتتكامل مع المنصات الخارجية وأنظمة القيادة.